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NIST稱其將2D的光學缺陷轉化為3D成像的優勢
發布時間：2021-07-07
2021年6月消息，美國國家標準與技術研究院（NIST）稱其研究人員發現了一種利用透鏡像差，讓傳統顯微鏡能精確地測量樣品在所有3D維度上的光點位置的方法。透鏡像差是幾乎所有光學顯微鏡都存在的問題，會導致不完美的光聚焦。
該方法依賴對熒光顆粒（fluorescent particles）圖像的仔細分析，研究人員將這些顆粒放置在平面硅晶片上，以校準顯微鏡。由于透鏡像差的存在，當顯微鏡沿垂直方向（第三維度）上下改變特定位移量時，圖像會出現不平衡，顆粒的形狀和位置會出現變化。研究人員發現，即使顯微鏡在橫向平面移動數微米（百萬分之一米）或在垂直方向移動數十納米，像差也會使圖像產生很大的失真。
這一分析使研究人員能夠準確地模擬出透鏡像差如何隨著垂直位置的變化，從而改變熒光顆粒的外觀和表面位置。通過仔細校準顆粒的外觀和表面位置相對于其垂直位置的變化，研究小組成功利用顯微鏡精確測量了所有三維空間的位置。
研究人員指出，利用透鏡像差提供的潛在信息，彌補了目前顯微鏡學家在三維空間進行測量時缺乏可用方法的情況。新方法有擴大此類測量可用性的潛力。
研究人員還指出，用戶只需要一個標準樣品來測量其的效果，并通過校準使用測量的數據即可。
來源：廣東省WTO/TBT通報咨詢研究中心
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